15 mars 2017

 

Première découverte d'une étoile gravitant autour d'un trou noir

 
Une équipe d'astronomes opérant au moyen du télescope spatial de la Nasa en rayons X Chandra ont détecté, pour la première fois, une naine blanche tournant autour d'un trou noir en une orbite particulièrement serrée.

30 minutes suffisent à cette naine blanche pour décrire une révolution complète autour du trou noir jouant le rôle d'étoile centrale, situé à 14.800 années-lumière de nous dans la constellation du Toucan.

Des observations complémentaires effectuées à l'aide du télescope NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) de la Nasa ainsi que d'autres observatoires terrestres et spatiaux ont permis aux scientifiques de confirmer que l'étoile, dénommée 47 X9 Tuc, émettait des ondes radio et que son spectre ressemblait plus à celui d'une naine blanche qu'à celui d'une étoile "normale".

"Nous supposons que l'étoile gravite autour du trou noir depuis déjà des dizaines de millions d'années et qu'elle a perdu la plupart de sa masse. Au fil du temps, lorsqu'elle perdra encore plus en masse, elle commencera à s'éloigner petit à petit du trou pour finir comme en objet froid, ressemblant à la planète de diamant découverte il y a quelques années", affirme James Miller-Jones de l'Université Curtin à Perth, en Australie.

Les scientifiques n'ont pas encore réussi à déterminer par quel scénario le trou noir et la naine blanche se seraient rapprochés, car il s'agit bien du premier ensemble de ce genre jamais découvert. Une hypothèse suggère toutefois qu'une collision entre le trou noir et une géante rouge pourrait en être à l'origine, la "coquille" extérieure de cette dernière ayant été rejetée vers l'espace extérieur, le reste se concentrant pour former, à terme, une naine blanche.

Ensuite, avec le temps, la naine blanche et le trou noir se seraient d'abord rapprochés, puis les forces gravitationnelles auraient commencé à aspirer la matière de l'étoile qui se serait mise à "couler" vers le trou noir, rompant un équilibre qui aurait ensuite entraîné l'éloignement progressif de l'étoile.

Les astronomes ont l'espoir que les observations suivantes permettront de comprendre comment le trou noir a fait son apparition, et de quelle façon ces couples célestes se forment dans l'espace.

Jean Etienne

Sources principales :

X9 in 47 Tucanae: Star Discovered in Closest Known Orbit Around Likely Black Hole (Chandra X-Ray Observatory, Université de Harvard, 13 mars 2017).

The ultracompact nature of the black hole candidate X-ray binary 47 Tuc X9 (Cornell University Library, arXiv:1702.02167v1 [astro-ph.HE], 7 février 2017).

 

 

 
La naine blanche X9 47 vue par le télescope spatial en rayons X Chandra de la Nasa. Crédit : Nasa.
 
 
 

 
Image fournie par Chandra dans la gamme d'énergie de 0,3 à 10 keV de la zone entourant X9 47 dans le Toucan. Le cercle rouge plein entoure la naine blanche. Les cercles rouges pointillés montrent les zones spectrales examinées. Les cercles bleus entourent les sources de rayons X faisant partie du fond galactique, donc exclues de l'examen. Par définition, le trou noir est invisible et n'est détectable qu'indirectement par les mouvements orbitaux de la naine blanche trahis par l'effet Doppler. Crédit : Nasa/Chandra.
 

 

 
 
 

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